يُعد توافق الجهد الكهربائي بين شاحن الدراجة الكهربائية وبطارية الدراجة أمراً بالغ الأهمية إذا كنت ترغب في أداء جيد وعمر أطول للدراجة. معظم البطاريات الليثيوم أيون المستخدمة في الدراجات الكهربائية تعمل بجهد 36 فولت أو 48 فولت. وهذا يعني أنها تحتاج إلى شواحن مُصنَّفة بحوالي 42 فولت أو 54 فولت لإتمام دورة الشحن بالكامل. عندما يحاول الأشخاص التوفير عن طريق استخدام شاحن خاطئ، تحدث المشاكل بسرعة. أظهرت دراسة حديثة تناولت كيفية تدهور البطاريات بمرور الوقت شيئاً مهماً: توصيل شاحن 54 فولت بنظام 48 فولت يؤدي إلى فقدان البطارية لسعتها بشكل أسرع من المعتاد. بعد حوالي خمسين دورة شحن فقط، يمكن أن تنخفض هذه الأنظمة غير المتوافقة إلى 85% من سعتها الأصلية. وهو أمر غير جيد عندما يتوقع معظم الركاب خدمة تمتد لسنوات من استثمارهم.
| جهد البطارية | جهد الشاحن | وقت الشحن (0–100%) | معدل خطر فقدان الكفاءة |
|---|---|---|---|
| 36 فولت | 42V | 4–5 ساعات | ≃3% |
| 48 فولت | 54 فولت | 5–6 ساعات | ≃5% |
يجب على مشغلي الأسطول الذين يديرون نماذج متنوعة من الدراجات الكهربائية معالجة متطلبات الجهد المختلفة. يتطلب الجمع بين دراجات النقل بجهد 36 فولت مع نماذج الشحن بجهد 48 فولت حلول شحن مرنة. يقوم شواحن الذكية ذات الجهد المزدوج الآن بحل 73٪ من مشاكل التوافق في الأساطيل المختلطة من خلال اكتشاف جهد البطارية تلقائيًا وضبط الإخراج وفقًا لذلك، مما يقلل من تعقيد البنية التحتية ووقت التوقف.
عندما نزيد مستويات الجهد والتيار، تصبح عملية الشحن أسرع ولكنها تحتاج إلى إدارة دقيقة. خذ على سبيل المثال بطارية قياسية بجهد 48 فولت. شحنها بتيار يبلغ حوالي 3 أمبير سيؤدي إلى شحنها حتى نحو 80 بالمئة في مدة تصل إلى ثلاث ساعات تقريبًا. إذا زدنا ذلك إلى 5 أمبير بدلاً من ذلك، يحدث نفس مستوى الشحن في ساعتين فقط. ولكن هناك مطب هنا أيها السادة. تجاوز التيار الموصى به من قبل الشركة المصنعة يمكن أن يزيد بشكل كبير من خطر حدوث مشاكل ارتفاع درجة الحرارة. في الواقع، يشير تقرير السلامة UL 2849 إلى أن هذه المخاطر تزداد بنسبة ما يقارب الأربعين بالمئة عندما يتجاوز المستخدمون الحدود الموصى بها. الحفاظ على التوازن من ناحية الطاقة ليس فقط ممارسة جيدة، بل هو ضروري للحفاظ على السلامة وزيادة عمر البطاريات على المدى الطويل.
تشمل المقاييس الكهربائية الأساسية لملاءمة الشاحن ما يلي:
تُبلغ الأُسطول التي تستخدم شواحن متغيرة القدرة والتي تحافظ على معدلات شحن مثلى تتراوح بين 0.2C و 0.5C عن انخفاض بنسبة 22% في عمليات استبدال البطاريات، مما يبرز أهمية مطابقة القدرة المُقدمة مع مواصفات البطارية.
عندما يستخدم الناس شواحن ذات جهد منخفض، فإنهم يواجهون دورات شحن غير مكتملة، مما يقلل عدد المركبات التي يمكن استخدامها يوميًا بنسبة تصل إلى 35 بالمئة وفقًا للتقارير الصناعية. هناك أيضًا مشكلة الشحن بجهد مرتفع، حيث قد يطبق شخص عن طريق الخطأ 60 فولت على نظام بطارية مصمم لـ 48 فولت. من شأن هذا النوع من الأخطاء أن يسرع بشكل كبير تدهور الأقطاب الكهربائية داخل تلك البطاريات. أظهرت بعض الاختبارات التي أجرتها مختبرات مستقلة أنه بعد 100 دورة شحن فقط، تنخفض سعة البطارية بنسبة 18 بالمئة تقريبًا. هل ترغب في تجنب كل هذه المشاكل؟ تحقق أولًا من أن الشاحن يتوافق مع المواصفات القياسية مثل IEC 62196-2 قبل توصيل أي شيء. كما أن اللوائح المحلية مهمة أيضًا، لذا من الأفضل التحقق مرتين من المتطلبات السارية في الموقع الذي سيتم استخدام المعدات فيه.
يعتمد معظم برامج مشاركة الدراجات الكهربائية على ثلاثة أنواع رئيسية من الموصلات: الموصلات الأسطوانية (Barrel)، وموصلات XLR، وموصلات Anderson Powerpole. تظهر الموصلات الأسطوانية الصغيرة بكثرة في الدراجات الاستهلاكية العادية لأنها تشغل مساحة أقل. أما المشغلون الصناعيون فيفضلون استخدام موصلات XLR لأنها تتحمل البلى بشكل أفضل وتحمي من الأوساخ والمخلفات. ثم هناك موصلات Anderson Powerpole التي توفر للمشغلين مرونة في تخصيص الإعدادات، على الرغم من ضرورة التزام الجميع بنفس النظام في جميع نقاط الشحن، وإلا أصبحت الأمور فوضوية. كما يؤدي خلط الموصلات ذات الأحجام غير الصحيحة إلى مشاكل أيضًا. أظهرت دراسة حديثة أجريت على أنظمة مشاركة الدراجات في المدن أنه عندما يُدخل الأشخاص عن طريق الخطأ موصلات أسطوانية مختلفة الأحجام مثل 5.5 مم و6.5 مم، تزداد فشلات الشحن بنسبة تقارب 34%.
يجب على مديري الأساطيل التحقق من توافق الموصلات عبر جميع طرازات الدراجات قبل النشر. يمكن أن يؤدي شاحن غير متوافق إلى توقف 5-8 دراجات يوميًا في أسطول مكون من 100 وحدة بسبب تأخير تبديل البطاريات. ويقلل الاختبار الواقعي والتوحيد من تذاكر الخدمة المتعلقة بالموصلات بنسبة تصل إلى 60٪، وفقًا لبيانات تيليماتيكس الأسطول.
ما زالت معظم محطات الشحن العامة لمركبات الدفع الكهربائية تلتزم بتلك المقابس الكهربائية القياسية من النوع 2 التي نعرفها جميعًا، لكن العديد من شركات التوصيل الخاصة اتجهت تمامًا إلى نهج مختلف. إنها تتحول بدلًا من ذلك إلى وصلات مغناطيسية خاصة بهم، ويرجع السبب الرئيسي إلى رغبتهم في تحقيق أمان أفضل ضد السرقة والتخريب. ما المشكلة؟ هذه الأساليب المختلفة لا تعمل بشكل جيد معًا. وجد تقرير حديث أصدرته الاتحاد الأوروبي السنة الماضية أمرًا مثيرًا للقلق: نحو ربع (27%) من جميع نقاط الشحن العامة لم تتمكن حتى من شحن بعض الدراجات الكهربائية التابعة لشركات أسطول كبيرة. هذا النوع من عدم التوافق يبرز سبب أهمية وجود معايير تُحتَرم على مستوى الصناعة إذا كنا نريد أن يعمل شبكة الشحن المتزايدة لدينا فعلًا لصالح الجميع.
عانت مدينة أوروبية نصبت دراجات كهربائية من ثلاثة موردين من توقف وسطي للدراجات يصل إلى 12 ساعة لكل مركبة بسبب عدم توافق الموصلات. وبعد تطبيق قواعد شواحن مزدوجة المعايير تدعم كلًا من موصلات CCS وCHAdeMO، ارتفعت معدلات نجاح الشحن من 71% إلى 94% خلال ستة أشهر، دون الحاجة إلى تعديل أي من الأجهزة الموجودة في الدراجات.
يضمن الامتثال للمعايير البروتوكولية مثل OCPP (بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة) وISO 15118 التكامل السلس بين أنظمة الشحن وبرامج إدارة الأسطول. تتيح هذه المعايير التكامل البيني في بيئات متعددة الموردين، حيث يستخدم 78٪ من مشغلي الأسطول على الأقل ثلاث علامات تجارية مختلفة للشواحن، وفقًا لدراسة Ponemon لعام 2024.
يجب أن تتوافق أنظمة الشحن المعتمدة مع معايير السلامة الإقليمية مثل UL 2849 في أمريكا الشمالية وEN 50604-1 في أوروبا. وتشمل هذه:
تزيد المكونات غير المطابقة من خطر اندلاع الحرائق بثلاث مرات ومرتين في بيئات التنقل الخفيف المشتركة، وفقًا لبيانات إدارة الحرائق الأمريكية لعام 2023.
تتعرض محطات الشحن المعتمدة لـ 147 اختبار سلامة منفصلًا، بما في ذلك حماية من الدخول بتصنيف IP54 كحد أدنى، ومقاومة للاندفاع الكهربائي ±6 كيلو فولت، واختبارات صلاحية التحمل الميكانيكي. تساعد الشهادات على مستوى المكونات الخاصة بالموصلات والكابلات ووحدات الطاقة في منع أعطال القوس الكهربائي، وهي السبب الرئيسي لحرائق بطاريات الليثيوم أيون في الأنظمة غير المعتمدة.
تتطلب بروتوكولات السلامة الحديثة لبطاريات الليثيوم أيون ما يلي:
| المعلمات | متطلبات | طريقة الاختبار |
|---|---|---|
| تأخير الانفجار الحراري | ≃≥ 5 دقائق عند حمل 150% المُدرَّج | UN38.3 القسم 38.3.5 |
| فصل الخلايا | ≃0 2 مللي فولت فرق الجهد بعد التأثير | IEC 62133-2 البند 8.3.9 |
تتطلب لوائح سلامة البطاريات في كاليفورنيا لعام 2025 إثباتًا من طرف ثالث لهذه المؤشرات لكل مشغلي الأسطول بحلول عام 2026.
تواجه الأساطيل التي تستخدم شواحن غير معتمدة معدلات استبدال للبطاريات تزيد بنسبة 63% سنويًا بسبب تدهور السعة المتسارع، حيث تنخفض بنسبة ≃≥15% لكل 200 دورة مقارنةً بـ 8% في الأنظمة المعتمدة. وتشير بيانات مطالبات التأمين إلى أن الأجهزة غير المعتمدة تزيد من تكاليف المسؤولية بمقدار 740,000 دولار لكل 1,000 دراجة سنويًا، وفقًا لتقرير السلامة الوطنية للأسطول 2024.
تعتمد أساطيل الدراجات الكهربائية اليوم بشكل كبير على بطاريات الليثيوم أيون، والتي تحتاج إلى إجراءات شحن دقيقة للعمل بشكل صحيح. في الواقع، يمكن للشحنات الذكية الحديثة التحدث مباشرة مع نظام إدارة البطارية (وهو ما يُعرف اختصارًا باسم BMS)، مما يسمح لها بتعديل عوامل مثل الجهد والتيار حسب الحاجة، اعتمادًا على مستوى شحن البطارية الحالي. يساعد هذا في منع حالات الشحن المفرط الخطرة، مع الحفاظ على تشغيل النظام بكفاءة. وبحسب بحث أجري السنة الماضية، فإن الشركات التي تتحول إلى هذه الأنظمة التكيفية للشحن تلاحظ أن بطارياتها تدوم حوالي 18 إلى 22 بالمئة أطول مقارنة بالاعتماد على الطرق التقليدية القائمة على التيار الثابت. هذا النوع من الفرق يُحدث تأثيرًا كبيرًا على المدى الطويل، خاصة بالنسبة للشركات التي تدير أعدادًا كبيرة من الدراجات الكهربائية.
يتيح الاتصال ثنائي الاتجاه بين الشاحن ونظام إدارة البطارية (BMS):
وبحسب دراسات النقل الحضري، فإن هذا التكامل يقلل من فقدان السعة المبكر بنسبة 27% في أسطول الدراجات الكهربائية متعددة الموردين
يتبني المشغلون بشكل متزايد أنظمة شحن ذكية تتكامل مع برامج إدارة الأسطول لتمكين:
أظهرت تجربة أجريت في عام 2023 على 850 دراجة كهربائية مشتركة أن الشبكات الذكية للشحن قللت من وقت التوقف الناتج عن الشحن بنسبة 34% من خلال الصيانة التنبؤية. ومن المتوقع أن ينمو سوق وحدات إدارة البطارية الذكية العالمية لتطبيقات التنقّل الصغيرة بمعدل نمو سنوي مركب قدره 19.1% حتى عام 2032 مع توسع الأساطيل في هذه الحلول المتكاملة.
تعد توافق الجهد أمرًا بالغ الأهمية، لأن استخدام شاحن بجهد خاطئ يمكن أن يؤدي إلى تدهور أسرع لعمر البطارية، وتقليل عمرها الافتراضي، وحدوث مخاطر محتملة على سلامة دراجتك الكهربائية.
تشمل المواصفات الشائعة للجهد بطاريات 36 فولت التي تتطلب شواحن 42 فولت، وبطاريات 48 فولت التي تحتاج إلى شواحن 54 فولت.
يمكن أن يؤدي استخدام شاحن غير معتمد إلى تدهور أسرع لقدرة البطارية، وزيادة تكاليف الاستبدال، وارتفاع خطر حدوث حرائق.
تقوم الشواحن الذكية بتعديل الجهد والتيار وفقًا لاحتياجات البطارية، مما يمنع الشحن الزائد، ويطيل عمر البطارية، ويتيح شحنًا فعالًا من خلال الاتصال مع نظام إدارة البطارية.
Hot News
© حقوق النشر 2024 شركة شنتشن نيويماج التكنولوجية المحدودة. جميع الحقوق محفوظة Privacy policy
EN
AR
BG
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
ID
LV
LT
SR
SK
SL
UK
VI
ET
HU
MT
TH
TR
FA
MS
GA
IS
